利用高阶厄米-高斯模式进行横向距离估计
光学
2025-06-04 v1 量子物理
摘要
我们探索利用高阶厄米-高斯模式来传感光学诱导的横向位移。在微小位移区间内，我们证明对两个相邻空间模式的投影测量可产生最优 Fisher 信息，且与模式阶数 呈线性关系。我们进一步将分析推广至任意位移值并推导了 Fisher 信息的一般表达式，证明即使在较大间距下高阶模式仍优于基模高斯光束。该方法仅需极少量的测量即可实现增强的位移灵敏度，为常规空间模式解复用方案提供了一种简单且可扩展的替代方案。我们利用空间光调制器进行了原理验证实验演示，结果表明，采用阶数 和 的厄米-高斯模式时，估计方差降低了一个数量级。这些结果凸显了结构光在超灵敏位移传感方面的潜力，并可能为使用宽带或低相干光源进行双折射测量开辟新的应用。
引用
@article{arxiv.2506.02926,
title = {Transverse Distance Estimation with Higher-Order Hermite-Gauss modes},
author = {Dilip Paneru and Alessio D'Errico and Ebrahim Karimi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.02926},
year = {2025}
}